CN102390949A - 一种盾构用发泡剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构用发泡剂。该发泡剂按重量百分比计算，含有ａ-烯基磺酸钠（A0S）1.0~10.0%,脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)1.0~8.0%，十二烷基硫酸铵（K12铵）1.0~6.0%，椰油基脂肪酸二乙醇酰胺(6501)1.0~6.0%，十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）1.0~5.0%，氟碳表面活性剂（FS）0.005~0.1%，氮川三乙酸钠(A92R)0.2~5.0%, 乙二胺四乙酸二钠（EDTA）0.2~5.0%，余量为水。本发明的盾构用发泡剂，实现高倍数发泡率，泡沫稳定时间长，无毒无害，不含磷并可生物降解的环保绿色产品。

Description

一种盾构用发泡剂

技术领域

本发明涉及一种发泡剂，具体地说，涉及一种地铁隧道施工土压平衡式盾构用发泡剂。

背景技术

中国第一条地铁于1968年10月建成通车，到本世纪70年代末我国地铁轨道交通只有北京的约50公里。然而到目前为止已有北京、上海、广州等10多个城市陆续建成不同里程的地铁轨道交通，根据目前有关部门统计，全国已有近50条城市轨道交通线路正在建设，未来5~10年，全国城市轨道交通线路总长将超过2000公里。例如：广州市到2015年将完成236公里的地铁轨道交通里程。

早期地铁隧道土压平衡式盾构施工中，其土体改良剂主要是采用矿物类、高吸水性树脂、纤维类、多糖类和负离子等材料，近十几年来也采用了泡沫剂，但这些产品主要以化工原料直接添加，或简单的配方组合而成，在使用过程中要根据土体的性质不同，选用不同的材料和添加量，应用难度大，有些地层开挖排土还需要外加大型设备配合完成，排出的土渣要通过化学废异物处理等。特别是遇到开挖面是饱和砂土层、风化花岗岩地层、砂砾石地层时，因为这些土体不具备流塑性和抗渗透性，使用传统的土体改良剂会导致：①压力舱“闭塞”，②螺旋排土器泥沙“喷涌”，③压力舱土体“结饼”等技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服地铁隧道土压平衡式盾构施工中，现有土体改良剂的缺陷，提供一种全新的盾构用发泡剂，实现平衡式盾构施工中排出土渣的“塑性流动状态”，达到：①提高开挖土体塑流性，降低刀盘和排土器的扭矩；②阻止开挖土粘附刀盘面板和压力舱内壁；③提高止水性，防止开挖面塌陷；④抑制“结饼”，稳定土压，提高掘进速度；⑤产品配方组份选用可生物降解原料，无毒无害，排出土渣可做为回填土使用，不需特殊处理就能达到环保要求。

本发明的盾构用发泡剂，按重量百分比计算，由如下组分组成： 

ａ-烯基磺酸钠（A0S）              1.0~10.0%

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 (AES)       1 .0~8.0%

十二烷基硫酸铵（K12铵）           1.0~6.0%

椰油基脂肪酸二乙醇酰胺(6501)        1.0~6.0%

十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）      1.0~5.0%

氟碳表面活性剂（FS）             0.005~0.1%

氮川三乙酸钠（A92R）              0.2~5.0%

乙二胺四乙酸二钠（EDTA）          0.2~5.0%

水                               余量 

本发明的盾构用发泡剂，产品外观为无色或微黄色透明液体。

本发明的盾构用发泡剂，配制方法简单，将各组份按重量百分比混合溶解均匀即可。

本发明的盾构用发泡剂，使用方便，将发泡剂直接与水并根据开挖土体性质按设计的配比在溶解槽中混合，按设计的混合液与空气的配比，通过泡沫制成设备和泡沫注入设备，再通过可控球阀及管路送入到刀盘面板的注入孔、土舱内的注入孔以及螺旋排土输送器的注入孔。

 

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的盾构用发泡剂配方中，选择了ａ-烯基磺酸钠（A0S），ａ-烯基磺酸钠是阴离子表面活性剂，具有优良的表面活性，与其他表面活性剂、助剂的配伍性好，优异的发泡力、乳化力、去污力和钙皂分散力，刺激性低、性能温和。在酸性和碱性的条件下都不易分解，耐热性能好。AOS生物降解率>90%，无毒（LD502.5g/kg）。AOS在本发明配方中的贡献是实现发明产品的高倍数发泡率。

2、本发明的配方还选用了脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES），AES属阴离子表面活性剂，具有优良的发泡、乳化、润湿、分散、去污和抗硬水性能，协同增效发泡倍率。

3、本发明的配方还选用了十二烷基硫酸铵（K12铵），K12铵具有优良的发泡、渗透、乳化、去污的性能；配伍性好、生物降解快、并具良好的抗硬水能力、泡沫细腻丰富，协同增效发泡倍率。

4、本发明的配方还选用了椰油脂肪酸二乙醇酰胺（6501），具有润湿、乳化、净洗、耐硬水性能，对阴离子表面活性剂有较好的稳泡作用，延长本发明产品泡沫稳定时间。

5、本发明的配方还选用了十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12），十二烷基二甲基甜菜碱是两性离子表面活性剂，可在相当宽的pH值范围内具有良好的表面活性，与阳离子型、阴离子型和非离子型表面活性剂配伍性好，耐硬水性好，易生物降解。BS-12生物降解率>90%，无毒（LD501.7g/kg）。在本发明配方中可起到抑菌并延长发明产品保质期的有益效果。

6、本发明配方还选用氟碳表面活性剂（FS），由于氟碳化合物具有极低的表面能，在使用浓度很小（0.005~0.1%时）就能使水溶液的表面张力降至20达因/厘米以下。在各类表面活性剂中活性最佳，是一种特殊性能的表面活性剂，具有既增水又增油的性能，同时具有高耐热稳定性和高化学稳定性、极好的配伍性、低毒性等特性，极易在界面表面形成单分子膜，保证排出渣土的塑性流动状态。在增强发泡同时可提高刀盘的耐磨性。

7、本发明配方还选用了高性能的无磷螯合剂氮川三乙酸钠（A92R）和乙二胺四乙酸钠（EDTA），排出渣土不含磷不会使水体富营养化，是一种全新的绿色环保产品。

具体实施方式：

实施例1

ａ-烯基磺酸钠（A0S）                      9.8g

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）            7.1g

十二烷基硫酸铵（K12铵）                  5.5g

椰油脂肪酸二乙醇酰胺（6501）              4.6g

十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）             2.5g

氟碳表面活性剂（FS）                      0.01g

氮川三乙酸钠（A92R）                     0.5g

乙二胺四乙酸钠（EDTA）                   0.4g

水                                        余量。

各组分混合溶解均匀配成100克盾构用发泡剂。

 

实施例2

ａ-烯基磺酸钠                 5.0 g

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠        1.0 g

十二烷基硫酸铵                1.1 g

椰油基脂肪酸二乙醇酰胺        6.0 g

十二烷基二甲基甜菜碱          5.0 g

氟碳表面活性剂               0.005 g

氮川三乙酸钠                  1.0 g

乙二胺四乙酸二钠              1.0 g

水                            余量。 

各组分混合溶解均匀配成100克盾构用发泡剂。

实施例3

ａ-烯基磺酸钠                 8.0 g

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠        3.0 g

十二烷基硫酸铵                3.0 g

椰油基脂肪酸二乙醇酰胺        4.0 g

十二烷基二甲基甜菜碱          3.0 g

氟碳表面活性剂               0.05 g

氮川三乙酸钠                  0.8 g

乙二胺四乙酸二钠              0.4g

水                           余量。 

各组分混合溶解均匀配成100克盾构用发泡剂。

Claims (1)

1.一种盾构用发泡剂，其特征在于按重量百分比计算，由如下组分组成： 

ａ-烯基磺酸钠                      1.0~10.0%

脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠           1 .0~8.0%

十二烷基硫酸铵                    1.0~6.0%

椰油基脂肪酸二乙醇酰胺            1.0~6.0%

十二烷基二甲基甜菜碱              1.0~5.0%

氟碳表面活性剂                   0.005~0.1%

氮川三乙酸钠                      0.2~5.0%

乙二胺四乙酸二钠                  0.2~5.0%

水                                余量。